东汽660MW超临界机组汽轮机调节保安系统常见故障分析
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摘 要：介绍东汽660MW汽轮机组在投产调试及后续运行中出现的调节系统的各种故障，从而提出了针对性的解决措施，为类似汽轮机保安系统故障分析提供了可供参考的经验，并且着重介绍了汽轮机保安系统中电液执行机构中节流孔及EH油质的重要作用。
关键词：调节油系统 节流孔 EH油
中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2020）05-0-02
汽轮发电机组的任务是根据用户的用电要求，提供质量合格的电能，而电能一般不能大量储存，因此，汽轮机必须进行调节，以适应外负荷变化的要求。随着机组功率的增加，现代汽轮机都是采用DEH数字式电液调节系统实现机组的调节与保护。DEH系统通过控制汽轮机主汽门和调节汽门的开度，来控制进汽量，实现对汽轮机的转速、负荷的控制，同时在机组出现异常时，能自动改变运行工况，直至停机，保证机组安全，因此汽轮机调节系统的安全运行至关重要，本文主要研究了汽轮机调试过程及运行中调节系统的出现的故障。
一、设备简介
托克托发电公司五期汽轮机为东方汽轮机厂生产制造，型号为NZK660-28/600/620-1型，型式为超超临界、一次中间再热、单轴、三缸两排汽、直接空冷凝汽式汽轮机，设有2个高压主汽门（MSV）、2个高压调门（CV）、2个中压联合汽门（RSV-CRV）。MSV和RSV两侧阀门均配有活动试验电磁阀。每个汽门均配有快关电磁阀，用于快关汽轮机进汽阀门，切断机组进汽。有两套跳闸回路：一路可以远方使机械停机电磁阀带电或直接拉下跳闸手柄，使机组跳闸;另一路为高压遮断模块，通过4个电磁阀两两取或、而后取与构成的逻辑关系，在电磁阀失电时使机组跳闸，正常运行时可以在线进行单个电磁阀活动试验。大小机共用一套EH油系统。机组于2016年9月份进行新投产调试，调试及运行期间出现多起故障，现进行分类说明。
二、调节系统主要故障及处理
1.节流孔未安装或孔进不合适导致的故障
节流孔对于汽轮机的安全油起着非常重要的作用，一些节流孔承担着补充安全油管道内的油量以保证节流孔前的油压稳定并且维持管道内安全油流动性的功能，这种节流孔的作用主要是针对安全油而言的，可以建立并維持安全油压，同时使安全油进行小幅度的流动，避免抗燃油出现“死油”的情况。这类节流孔对于汽轮机常用的OPC和AST安全油都同样适用。节流孔漏装或者孔径不合适都会导致EH油压建立不起来，或者EH油压偏低的现象，这种故障的出现会导致汽轮机挂不上闸，或者油压偏低导致机组跳闸，影响机组的安全、经济运行。
1.1 EH油压力偏低或油压无法建立
EH油压的稳定直接关系到汽轮机工作的质量和操作控制的成效，保证机组安全、稳定连续运行。托电9号机660MW超超临界直流机组在EH油系统调试阶段小机不挂闸，EH油压偏低，油压无法维持，经就地检查发现小机EH油管道振动较大，回油管道温度较高。后安装检查发现小机1号主汽门上电磁阀前节流阀缺失，未挂闸时将EH油通过小机1号主汽门泄回油箱，泄油量较大，油压无法维持。后检查发现由于厂家未给供货，导致安装时將此节流孔遗漏。后将小机1号主汽门上电磁阀前节流孔安装后，EH油压上升到正常。
因而当该类故障发生时，相关运行、检修人员可以下根据节流孔的用途，逐个检查EH油系统是否漏装了节流孔，并检查各个节流孔的孔径是否正常。如果是漏装节流孔导致调速油压故障直接补装节流孔，如果是孔径变大导致，更换合适孔径的节流孔便可以使调速油压顺利建立起来。
1.2机组无法挂闸
如果在汽轮机机组调试或正常起机过程中发生汽机无法挂闸的情况，首先检查EH油压是否偏低，检查安全油压力开关三取二信号是否返回，安全油压是否正常，若不正常，需检查高压遮断模块中两节流孔和低压遮断隔离阀组的旁路节流孔是否漏装或孔径较大。如在托电9机组调试过程中，EH油压正常，但大机无法挂闸，安装在检查高压遮断模块中两节流孔时发现节流孔孔径与设计不符，孔径较大，将两节流孔更换后机组挂闸正常，安全油压正常。
1.3试验过程中机组跳闸
东汽机组EH油系统日常中需做遮断电磁阀5YV、6YV、7YV、8YV活动试验，在第一次执行试验工作时，机组跳闸。检查发现在高压遮断模块内部的节流孔孔径较大，试验过程中将导致安全油泄压，机组跳闸。
1.4主汽门挂闸后开门缓慢
9机组调试过程中EH油压偏低，安装人员将主汽门上的节流孔换小，而后又发现主汽门开门速度缓慢的问题，后通过调节其他地方的节流孔以及适当调整主汽门的节流孔大小，在保证EH油压前提下尽量维持主汽门开门速度，以保证机组跳闸后可以及时冲转，保证机组安全。
2.油质不合格导致的故障
油质是汽轮机调节保安系统中最为关键的因素，质量不达标的调速油无法对汽轮机进行有效的控制，从运行经验看，汽轮机运行中调节系统大部分故障都是由于油质不良导致的。油质不良包括油质不清洁及运行中油质恶化两方面。正常运行中，抗燃油由于高温氧化、水解等化学反应会产生酸性较强的脂类物质，腐蚀系统零部件，由于液压调节元件的间隙都很小，腐蚀物形成的颗粒物污染会磨损、堵塞调节油系统中的关键部位，如电磁阀、伺服阀、节流孔等，导致主汽门、调门卡涩，高调门摆动，小机给水流量大幅度摆动等，这类现象也比较常见。对于新安装机组由于前期滤油时间不够，虽然抗燃油指标检测合格，但基建过程中往往冲洗不是很彻底，运行中当流量发生波动时对管道发生冲击，造成附着在管道内壁的颗粒脱落，使得伺服阀卡涩，但后期往往出现各种故障。
2.1高调门摆动
托电9号机组调试完毕正常投运后2号高调门出现摆动现象，怀疑EH油质不合格，但化验结果合格，检修人员更换2号高调门前供油滤网后不见好转，后就地加装精密滤油机滤油，并清理2号高调门伺服阀后，调门动作正常，这就是由于调试阶段滤油时间不够造成的，建议新建机组调试阶段不能只检查油质指标，滤油时间也很重要。 2.2 9号机小机调门摆动，给水流量摆动
9号机调试完毕后正常运行中，发现9号机汽温摆动较大，水煤比频繁摆动，检查发现9号机给水流量频繁摆动，小机调门摆动，做曲线检查发现小机安全油压下降，由于大、小机共用一套EH油装置，怀疑油质不合格，导致伺服阀工作不正常。后清理伺服阀后正常。
2.3 主汽门做全行程试验时打不开
托电9、10号机组在进行高压主汽门全行程试验过程中经常发生主汽门关闭后无法打开的问题，每次通过就地敲打电磁阀后开启，更换试验电磁阀后动作正常。后检查电磁阀并无质量问题，原因仍是油质问题。目前，对于油中的水分和杂质，通常采用定期取样化验实施监督、不间断滤油等方法改善。针对管道问题，利用大、小修对油系统管路进行大流量冲洗，在冲洗的同时安排人员对管道进行敲击，提高冲洗效果，另外利用大小修对伺服阀及滤网进行清洗。
3.伺服阀故障
伺服阀是调节系统中最关键的部位，也是最容易出现故障的部位，其任务是把电气量转换为液压量从而通过油动机控制调门开度，控制机组转速及负荷。要求具有较高的精度，线性度、灵敏度和动态特性。伺服阀故障主要是由于油质不合格造成的，另外伺服阀自身问题也常引起调节系统故障，如伺服阀的内漏大，分辨率大和零区不稳定，均可能引起电调系统的摆动。除此之外，安装过程中伺服阀装反或者回油口未接通也会导致故障。托电7号机正常运行中调门卡涩，更换伺服阀后调门直接全开，原因就是伺服阀装反。
4.其他小卡件故障
汽轮机调节油系统除重要的伺服阀、电磁阀、卸荷阀等重要组成设备外，还有一些细小的零件也会造成调节系统故障，如托电9号机调试过程中在进行甩50%负荷试验结束后机组打闸动作正常，但DEH画面仍显示挂闸，后检查发现为低压遮断模块的打闸电磁铁未动作，原因为试验过程中3YV电磁阀上的二极管被击穿，导致3YV失电，未动作。
5.热工信号导致的故障
汽轮机调节系统工作不正常时，除了机务方面的检查，如伺服阀卡涩，卸荷阀故障外，热工信号也是重要检查部位之一，如就地LVDT信号故障，反馈杆断裂等。另外热工干扰也是重要影响因素之一。如托电9号机小机首次冲转过程中，在做1号低压主汽门活动试验时，小机转速偏差大导致小机跳闸，检查发现原因为热工转速干扰造成，热工更换转速探头电缆后试验仍因转速偏差大，转速干扰跳闸，后热工通过在试验电磁阀处加装二极管，干扰消失，小机试验正常。我们在日常工作中排除机务问题后及时联系热工进行排查，发现干扰可通过更换信号电缆，关键位置加装二极管、电容、电阻等方法消除故障。
结语
机组在调试阶段容易发生各类异常，特别对调节油系统，由于其精密性更容易發生故障，这些故障会严重影响机组的安全稳定运行，我们希望能在调试过程中发现问题，但有些问题也能避免，如油质问题，我们在调试阶段不能单单靠指标就判断油质合格，必须的冲洗时间不能缩短，另外在安装过程中一定要加强对节流孔的重视。发生故障后，运行人员应及时对发生故障的现象和位置进行分析，并结合自身的工作经验，在短时间内消除故障，防止调节发散，影响机组安全稳定运行。日常工作中加强EH油滤油工作，监视好EH油压及安全油压也是保证机组安全运行的重要措施。
参考文献
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